Le signal de 21 cm pendant les étapes finales de la réionisation

Pendant l'époque de la réionisation (EoR), le signal de 21 cm permet l'observation directe de l'hydrogène neutre () dans le milieu intergalactique (IGM). Dans l'ère post-réionisation, ce signal sonde plutôt dans les galaxies, ce qui trace la distribution de la densité de matière noire. Grâce à de nouvelles simulations numériques, nous avons étudié les étapes finales de la réionisation pour élucider la transition de notre Univers vers l'ère post-réionisation. Nos modèles sont cohérents avec les dernières mesures à haut décalage vers le rouge, y compris les fonctions de luminosité ultraviolette (UV). Notamment, ces modèles ont reproduit de manière cohérente l'évolution du fond de photons UV, qui est contraint par les spectres d'absorption de Lyman-. Nous avons étudié la dépendance de ce fond à la nature des puits de photons dans l'IGM, nécessitant une longueur de free path moyenne des photons UV de 10 mégaparsecs comobiles (cMpc) pendant l'EoR, qui augmente progressivement avec le temps au cours des dernières étapes (z 6). Nos modèles ont révélé que la réionisation de l'IGM est passée d'un processus de l'intérieur vers l'extérieur à un processus de l'extérieur vers l'intérieur lorsque l'Univers est moins de 0,01 pour cent neutre. Pendant cette époque, le signal de 21 cm a également basculé de l'exploration principalement de dans l'IGM à celle dans les galaxies. De plus, nous avons identifié un nombre statistiquement significatif de grandes îles neutres (de tailles allant jusqu'à 40 cMpc) persistant jusqu'à des étapes très avancées (5 z 6) qui peuvent imprimer des caractéristiques dans les spectres d'absorption de Lyman- et également produire une caractéristique en forme de genou dans le spectre de puissance de 21 cm.